基于响应面法的激光刻蚀制备铝合金疏水表面工艺参数研究

为探究皮秒激光的单脉冲能量、扫描次数、扫描速度、激光重复频率4个工艺参数对2024铝合金表面疏水性能的影响规律,搭建了皮秒激光加工试验平台,设计了四因素三水平的响应面试验,用Design-Expert12软件对工艺参数进行优化,得到最佳工艺参数组合,并通过试验验证了回归方程的准确性。根据响应面分析结果,单脉冲能量与扫描次数、扫描次数与扫描速度、扫描次数与激光重复频率对表面接触角度的交互影响作用显著。以表面接触角度为评价指标,各工艺参数对表面接触角度的影响因素大小排序为：单脉冲能量>扫描次数>扫描速度>激光重复频率。以表面接触角度最大为目标,得到优化后的工艺参数组合：单脉冲能量14μJ、扫描次数7次、扫描速度650 mm/s、激光重复频率2.2×10⁶ Hz。预测表面接触角度为147.5°,试验实际表面接触角度为150.3°,实际值与预测值的误差为1.9%。试验结果表明：通过响应面法对皮秒激光工艺参数进行优化后,建立的表面接触角度模型具有良好的预测能力,通过优化后的工艺参数对铝合金表面进行微结构刻蚀,可显著提高其表面疏水性能。     

小型龙门刨床的数控改造

介绍小型龙门刨床数控改造,控制系统采用开放式的PC总线结构,软件采用模块化、结构化设计,操作界面采用图形汉字菜单,集图形编程、列表曲线编程、模拟运行、自动对刀、刀具磨损补偿、实时加工控制与动态跟踪显示等功能于一身。该机床目前用于罗茨泵转子的加工取得了很好的效果。     

不同材料去除模式下激光加热辅助切削氮化硅陶瓷表面粗糙度研究

激光加热辅助切削因其工艺空间大、经济性高、可得到高质量表面成为工程陶瓷等脆硬材料的高效加工方式。通过改变激光功率和切削深度两组单因素试验,研究了激光加热辅助切削氮化硅陶瓷（Si3N4）不同加工状态下表面粗糙度值的变化规律。结果表明:材料被塑性去除时,Ra和Rq值均小于被脆性去除和产生热损伤时得到的值。未产生热损伤时,Ra和Rq值随工件软化程度增大而减小。在塑性去除模式下,轮廓高度幅值曲线更加趋于对称和正态分布,表面轮廓更加精细。     

新型的复杂曲面磁粒光整加工机床

介绍了一种复杂曲面光整加工机械--三坐标数字化磁粒光整加工机床.该机床通过对复杂曲面的数字化测量和自动编程,得到磁极与工件保持一定间隙沿工件表面运行的加工轨迹,利用吸附在工具磁极上面的磁性磨料为工具,通过磁极带动磁粒沿工件表面作高速旋转,从而实施对工件表面的光整加工.该机床的研制成功实现了复杂曲面光整加工的自动化.     

磁极开槽形状和尺寸对磁场分布和磁粒光整加工能力影响的研究

通过数值模拟和实验,研究磁极不同开槽方式和开槽尺寸对加工区磁场分布、磁粒受和和加工效率的影响。结果表明,磁极表面开矩形槽比开Ｖ形槽和漏斗形槽可以得到有利的磁场分布。开矩形槽时,槽与齿宽度之比在１：１时,可以取得较高的加工效率和较低的表面粗糙度。槽与齿宽度之比太小时,磁粒运动所需的驱动力不足,但太小时,磁粒对工件的压力减小,这两种情况都不利于加工效率和加工质量的提高。     

空间曲线插补算法的研究

空间三维曲线有两种数学表达形式:隐式方程曲线及参数方程曲线.本文提出这两种方程的高效准确的插补算法,实现了数控机床的空间三维曲线轨迹插补.其中隐式方程曲面交线采用的是建立在进给选择基础上的插补算法,而且保证了该算法的位置误差不超过一个进给单位;参数方程曲线采用小直线段逼近的插补算法,这种线性化方法对插补参数曲线而言具有高效的优点.     

磁力研磨镍基高温合金实验研究

针对镍基高温合金(Inconel718)机械加工后表面质量难以满足使用要求的问题,基于磁力研磨法,选用雾化快凝法制备的Al_2O_3系球形磁性磨料,对Inconel718合金样件进行表面光整加工。采用梯度研磨法提高加工效率,并结合正交试验优化加工参数。结果表明,Inconel718合金表面粗糙由原始的0.359μm下降到0.023μm,达到镜面效果;表面微裂纹和微观形貌得到明显改善,提高了零件的抗疲劳强度和寿命。为磁力研磨在镍基高温合金光整加工中的推广应用提供了理论和技术支持。     

基于响应面法的镍钛合金血管支架管材内壁磁粒研磨工艺参数研究

目的 研究磁粒研磨工艺参数对超细长镍钛合金血管支架管材内壁表面粗糙度的影响.方法 搭建镍钛合金血管支架管材内壁磁粒研磨加工实验设备,使用自由降落气固两相流双级雾化快凝磁性磨料制备方法,制备了铁基金刚石磁性磨料,对内径为1.0 mm、外径为1.2 mm、长度为1800～2000 mm的镍钛合金血管支架管材内壁进行磁粒光整加工.以表面粗糙度为评价指标,设计4因素3水平的响应曲面实验,探究管材旋转速度、磁极进给速度、磨料填充量和磨料粒径对表面粗糙度的影响规律及其相互作用关系,并建立4个工艺参数关于表面粗糙度模型的回归模型.使用Design-Expect 12软件对工艺参数进行优化,得到最优工艺参数组合,并加以试验验证回归模型的准确性.结果 根据响应面分析结果,管材旋转速度与磁极进给速度、管材旋转速度与磨料填充量以及管材旋转速度与磨料粒径,对表面粗糙度的交互影响作用显著.以表面粗糙度为评价指标,各工艺参数对表面粗糙度的影响因素大小排序为:管材旋转速度>磁极进给速度>磨料填充量>磨料粒径.以表面粗糙度值最小为目标,得到工艺参数组合为:管材旋转速度100 r/min,磁极进给速度5 mm/min,磨料填充量0.1 g,磨料粒径100.00μm.预测表面粗糙度Ra为0.101μm,试验实际表面粗糙度Ra为0.112μm,实际值与预测值的误差为10.9％.结论 使用磁粒研磨法对镍钛合金血管支架管材内壁进行光整加工,解决了超细、超长的镍钛合金血管支架管材内壁的光整加工问题.响应曲面法可对镍钛合金血管支架管材内壁磁粒研磨工艺参数进行优化,建立的表面粗糙度模型具有良好的预测能力,对实际工程应用具有指导意义.     

浅析数控加工中的过切现象及应对策略

在使用数控系统刀具半径补偿功能时,由于数控编程或工艺处理不当等,易产生工件过切现象。针对以上过切现象,分析其原因并提出应对策略。     

中厚板轧后水幕冷却智能控制系统

针对水幕冷却系统钢板机械性能不能在线检测、控冷钢板品种多样、精确的数学模型难以确定以及需要吸收工艺专家的经验知识等复杂特性，本文采用萨里迪斯的分级智能控制系统理论，提出了两层递阶智能控制系统方案，即性能控制层和工艺控制层，性能控制层采用专家系统技术。仿真结果表明，本系统对各种规格的钢板均可根据工艺专家的经验知识进行冷却制度的设定以及冷却制度的评价和优选，对工艺层进行专家式的指导。